Układ odpornościowy
Układ odpornościowy to zespół tkanek, które współpracują ze sobą, aby oprzeć się infekcjom. Mechanizmy odpornościowe pomagają organizmowi rozpoznać patogen i zneutralizować jego zagrożenie.
Układ odpornościowy może wykrywać i identyfikować wiele różnych rodzajów czynników chorobotwórczych. Przykładami są wirusy, bakterie i pasożyty. Układ odpornościowy potrafi wykryć różnicę między własnymi, zdrowymi komórkami lub tkankami organizmu a komórkami "obcymi". Wykrycie niezdrowego intruza jest skomplikowane, ponieważ intruzi mogą ewoluować i przystosowywać się tak, że układ odpornościowy nie będzie ich już wykrywał.
Po wykryciu obcej komórki lub białka układ odpornościowy tworzy przeciwciała zwalczające intruzów i wysyła specjalne komórki ("fagocyty"), aby je zjadły.
Ilja Mechnikow, jeden z twórców immunologii
Zdjęcie w skaningowym mikroskopie elektronowym pojedynczego neutrofila (na żółto), pochłaniającego kilka bakterii wąglika (na pomarańczowo).
Wrodzony układ odpornościowy
Nawet proste organizmy jednokomórkowe, takie jak bakterie, posiadają systemy enzymatyczne, które chronią przed infekcjami wirusowymi. Inne podstawowe mechanizmy odpornościowe pojawiły się u starożytnych form życia i pozostały w ich współczesnych potomkach, takich jak rośliny i owady. Mechanizmy te obejmują peptydy antybakteryjne (zwane defensynami), fagocytozę i układ dopełniacza. Stanowią one wrodzony układ odpornościowy, który w sposób nieswoisty broni gospodarza przed infekcjami. Najprostszym wrodzonym układem jest ściana komórkowa lub bariera na zewnątrz, która powstrzymuje intruzów przed dostaniem się do środka. Na przykład, skóra powstrzymuje większość bakterii z zewnątrz przed przedostaniem się do środka.
Adaptacyjny układ odpornościowy
Kręgowce, w tym ludzie, mają znacznie bardziej wyrafinowane mechanizmy obronne. Wrodzony układ odpornościowy występuje u wszystkich metazoa, ale adaptacyjny układ odpornościowy występuje tylko u kręgowców.
Adaptacyjna odpowiedź immunologiczna daje układowi odpornościowemu kręgowców zdolność do rozpoznawania i zapamiętywania określonych patogenów. Za każdym razem, gdy dochodzi do spotkania z patogenem, układ ten przypuszcza silniejszy atak. Jest ona adaptacyjna, ponieważ układ odpornościowy organizmu przygotowuje się na przyszłe wyzwania.
Typowy układ odpornościowy kręgowców składa się z wielu rodzajów białek, komórek, narządów i tkanek, które współdziałają w złożonej i ciągle zmieniającej się sieci. Ta nabyta odporność tworzy swego rodzaju "pamięć immunologiczną".
Proces nabytej odporności jest podstawą szczepień. Rozwój odpowiedzi pierwotnej może trwać od 2 dni do 2 tygodni. Po uzyskaniu przez organizm odporności na określony patogen, w przypadku ponownego zakażenia tym patogenem, odpowiedź immunologiczna nazywana jest odpowiedzią wtórną.
Zaburzenia autoimmunologiczne
W niektórych organizmach układ odpornościowy ma swoje własne problemy, zwane zaburzeniami. Skutkują one innymi chorobami, w tym chorobami autoimmunologicznymi, zapalnymi, a nawet nowotworami. Choroby związane z niedoborem odporności występują, gdy układ odpornościowy jest mniej aktywny niż normalnie. Niedobór odporności może być wynikiem choroby genetycznej (dziedzicznej) lub infekcji, takiej jak zespół nabytego niedoboru odporności (AIDS), który jest wywoływany przez retrowirusa HIV lub inne przyczyny.
W przeciwieństwie do nich, choroby autoimmunologiczne wynikają z działania układu odpornościowego, który atakuje normalne tkanki, jakby były one obcymi organizmami. Do często występujących chorób autoimmunologicznych należą: zapalenie tarczycy typu Hashimoto, reumatoidalne zapalenie stawów, cukrzyca typu 1 i toczeń rumieniowaty.
Immunologia zajmuje się badaniem wszystkich aspektów układu odpornościowego. Jest on bardzo ważny dla zdrowia i chorób.
Historia immunologii
Immunologia to naukowa część medycyny zajmująca się badaniem przyczyn odporności na choroby. Przez wiele stuleci ludzie zauważyli, że osoby, które wyzdrowiały z niektórych chorób zakaźnych, nie chorują na nie po raz drugi.
W XVIII wieku Pierre Louis Maupertuis przeprowadził eksperymenty z jadem skorpiona i zauważył, że niektóre psy i myszy były na niego odporne. Ta i inne obserwacje dotyczące odporności nabytej doprowadziły do opracowania przez Ludwika Pasteura (1822-1895) szczepień i teorii zarazkowej choroby. Teoria Pasteura stała w bezpośredniej opozycji do współczesnych teorii chorób, takich jak teoria miazmatów. Dopiero dowody opublikowane przez Roberta Kocha (1843-1910) w 1891 r. (za które otrzymał Nagrodę Nobla w 1905 r.) potwierdziły, że mikroorganizmy są przyczyną chorób zakaźnych. Wirusy zostały potwierdzone jako patogeny człowieka w 1901 roku, kiedy to Walter Reed (1851-1902) odkrył wirusa żółtej febry.
Pod koniec XIX wieku, dzięki szybkiemu rozwojowi, immunologia dokonała wielkiego postępu w badaniach nad odpornością humoralną i komórkową. Szczególne znaczenie miała praca Paula Ehrlicha (1854-1915), który zaproponował teorię łańcucha bocznego, aby wyjaśnić specyficzność reakcji antygen-przeciwciało. Nagrodę Nobla za rok 1908 otrzymali wspólnie Ehrlich i twórca immunologii komórkowej Ilja Mechnikow (1845-1916).
Ewolucja
Układ odpornościowy jest niezwykle stary i może pochodzić od jednokomórkowych eukariotów, które musiały rozróżniać, co jest pożywieniem, a co częścią ich samych.
"Analiza genomiczna roślin i zwierząt dostarcza dowodów na to, że wyrafinowany mechanizm obrony gospodarza istniał już w czasie, gdy przodkowie roślin i zwierząt zdążyli się zróżnicować. System ten, wspólny dla roślin i zwierząt, to szlak Toll aktywacji funkcji genów przez NFκB... Niezbędne sekwencje DNA występują u bezkręgowców, kręgowców i roślin".
Strona powiązana
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest układ odpornościowy?
O: Układ odpornościowy to zespół tkanek, które współpracują ze sobą, aby oprzeć się infekcjom i pomóc organizmowi w rozpoznaniu i neutralizacji zagrożeń ze strony czynników chorobotwórczych, takich jak wirusy, bakterie i pasożyty.
P: Jak układ odpornościowy wykrywa obce komórki lub białka?
O: Układ odpornościowy potrafi wykryć różnicę między własnymi zdrowymi komórkami lub tkankami a "obcymi" komórkami. Może rozpoznać niezdrowych intruzów, wykrywając zmiany w ich strukturze lub składzie.
P: Jak układ odpornościowy reaguje na obce komórki lub białka?
O: Po wykryciu obcej komórki lub białka, układ odpornościowy wytwarza przeciwciała, aby je zwalczyć, i wysyła specjalne komórki ("fagocyty"), które je zjadają.
P: Jakie są przykłady czynników chorobowych, które może wykryć układ odpornościowy?
O: Przykłady czynników chorobowych, które może wykryć układ odpornościowy to wirusy, bakterie i pasożyty.
P: Dlaczego układowi odpornościowemu trudno jest wykryć niezdrowych intruzów?
O: Układowi immunologicznemu trudno jest wykryć niezdrowych intruzów, ponieważ mogą oni ewoluować i przystosowywać się tak, że nie różnią się już od zdrowych komórek lub tkanek.
P: Co się dzieje, gdy układ odpornościowy rozpoznaje intruza?
O: Gdy intruz zostanie zidentyfikowany przez system immunologiczny, wytwarza on przeciwciała, aby go zwalczyć i wysyła specjalne fagocyty, aby go pochłonęły.
P: W jaki sposób fagocyty pomagają chronić przed infekcją?
O: Fagocyty to wyspecjalizowane komórki wysyłane przez układ odpornościowy, które działają jak maleńkie postacie Pac-Mana - "zjadają" każdego napotkanego obcego najeźdźcę, aby chronić przed infekcją.
